Запуск нафты

редактировать
Запуск Escher Wyss 1888 года шлюпа Альфреда Нобеля с алюминиевым корпусом Mignon

A запуск нафты, иногда называемый «паровым запуском», представлял собой небольшой двигатель запуск, приводимый в действие двигателем нафты. Это была сугубо американская разработка, возникшая в результате местного законодательства, которое сделало нецелесообразным использование парового катера в личных целях.

Содержание
  • 1 Запуск нафты
    • 1.1 Происхождение
    • 1.2 Типичные запуски
    • 1.3 Уцелевшие примеры
  • 2 Двигатель нафты
    • 2.1 Другие варианты
    • 2.2 Опасности и взрывы
    • 2.3 Модели
  • 3 В массовой культуре
  • 4 Нафталиновый локомотив
  • 5 См. Также
  • 6 Ссылки
Выпуск нафты

К 1880-м годам небольшой паровой двигатель хорошо зарекомендовал себя как силовая установка для малых паровых катеров, а также для больших лодок. Однако законы США, вызванные некоторыми прошлыми взрывами котлов, требовали, чтобы на всех паровых лодках всегда находился лицензированный инженер. Хотя это было несложно для коммерческого судна, это не позволяло использовать небольшие паровые катера в личных и развлекательных целях. Чтобы стать таким инженером, необходимо было пройти двухлетнее ученичество. Одним из немногих любителей достичь этого и стать собственным инженером была Розамунд Берджесс, жена конструктора лодок Старлинг Берджесс.

Более популярной альтернативой паровому катеру был нафтовый катер, в котором использовался альтернативный источник энергии. В рекламе того времени использовалась преднамеренная фраза: «У каждого свой инженер!» чтобы выделить это юридическое ограничение.

Origins

Первый запуск нафты, судя по всему, был британским, о чем сообщалось во французском журнале La Nature в 1888 году. Этот запуск, Zephyr, был изобретением Альфред Ярроу, несколько лет назад известный строитель паровых запусков. Подобные запуски были произведены в том же году швейцарской компанией Escher Wyss AG. Одним из них был изящный алюминиевый шлюп Mignon 1892 года Альфреда Нобеля. Другой, также алюминиевый, был Aluminia 1894 года.

Aluminia

Первые зарегистрированные запуски американской нафты были осуществлены компанией Ofeldt из Нью-Йорка, которая позже стала известна как производители двигателей на нафте. Они описали это как систему «Essh» и, возможно, были лицензиатами патентов Escher Wyss. Помимо Ofeldt, полные запуски также предлагала Gas Engine and Power Co. из Нью-Йорка. К 1890 году они заявили, что было продано более 500 штук.

Типичные запуски

Типичный запуск нафты представлял собой открытый запуск длиной около 24 футов (7,3 м). Это были прогулочные суда, предназначенные для прогулок в хорошую погоду. В конце концов, коммерческое судно с профессиональным экипажем не столкнется с проблемой регулирования, которая привела к их изобретению. Катера нафты появлялись в лучших кругах, в лучших яхт-клубах и принадлежали некоторым известным именам.

Сохранившиеся примеры

Немногие примеры сохранились до наших дней. В одних источниках указывается один, в других - четыре.

Двигатель нафта
Двигатели на нафте различных размеров Двигатель на нафте, произведенный компанией Gas Engine Power в Нью-Йорке; в Музее моряков

Нафтовый двигатель - это двигатель внешнего сгорания, в целом аналогичный типу небольшой паровой машины, уже используемой для паровых запусков. Рабочей жидкостью является нафта, которая обычно также используется в качестве жидкого топлива для питания котла. Внешний вид похож на паровой запуск, имеет небольшой вертикальный котел и вертикальные цилиндры.

В горелке для двигателя нафты используется сама нафта, и она аналогична горелке, используемой для паровых автомобилей. Хотя такие удобные и саморегулирующиеся горелки на жидком топливе также использовались при паровых запусках, большинство запусков во время расцвета нафты все еще использовало твердое топливо.

Общая схема

Чтобы избежать проблем с преждевременной конденсацией, двигатель и котельные агрегаты были смонтированы вместе. Двигатели представляли собой трехцилиндровые односторонние вертикальные двигатели простого расширения с расстоянием между коленчатыми валами 120 ° для обеспечения самозапуска без проблем с мертвой точкой.

Котел

Котлы были спиральными однотрубная форма. Это были однопроходные парогенераторы "water-tube" , в которых жидкость на одном конце трубы закипала к тому времени, когда она достигала конца, без какой-либо замкнутой циркуляции. Подобные котлы, хотя и с обычными водяными и паровыми котлами, также использовались для паровых машин, таких как White. Котел был установлен непосредственно на двигателе и заключен в кожух из полированной латуни или меди с короткой воронкой наверху. Цель воронки заключалась в том, чтобы просто выпускать дым над головами пассажиров, а не действовать как сквозняк, чтобы разжечь огонь.

Горелка

В отличие от угля или дров, используемые струйные горелки не требовали дополнительной тяги. Котел топили с помощью струйной горелки, при этом небольшое количество нафты под давлением отводилось из котла. Выступающая труба и воронка на передней части кожуха котла (иногда их принимают за свисток) являются воздухозаборником. Топливная струя смешивается с нисходящим потоком воздуха в этой вертикальной трубе, затем смешанный воздух и топливо подается в кольцевую горелку внутри корпуса котла. Для запуска использовался ручной воздушный насос для повышения давления в топливном баке и стимулирования потока топлива вместе с предварительным нагревом змеевика горелки путем поджигания небольшого количества топлива в поддоне под ним.

Не было дроссельная заслонка или регулятор для управления частотой вращения двигателя. Как обычно использовалось на однопроходных спиральных однотрубных котлах, мощность горелки регулировалась топливным клапаном, и котел реагировал достаточно быстро, чтобы этого было достаточно.

Двигатель

Смазка двигателя осуществлялась топливом сам по себе, собранный в герметичном масляном картере под картером. Топливо нафты было приемлемым смазочным материалом, и это позволило избежать проблемы отделения смазочного масла от конденсированных паров топлива, протекающих через уплотнения поршневых колец. Однако это требовало тщательной герметизации картера.

Клапанный механизм двигателя был простым по сравнению с современными паровыми двигателями. Одиночный вращающийся распределительный вал верхнего расположения проходил над цилиндрами параллельно коленчатому валу. Эксцентрики на этом валу приводили в действие поперечный золотниковый клапан для каждого цилиндра. Распределительный вал клапанов приводился в движение на оборотах двигателя шестернями от коленчатого вала. Выступающий маховик на распределительном валу позволял реверсировать двигатель, аналогично шестерню с эксцентриковым клапаном, сдвигая фазу распределительного вала относительно коленчатого вала.

Конденсаторы

Внешняя вода -конденсаторы, простые трубы проходят под корпусом по длине киля. Несмотря на очевидный риск повреждения из-за заземления, они, похоже, доставили мало проблем в эксплуатации. Топливный бак находился в fo'csle лодки, на значительном удалении от двигателя и опасности возгорания. Этот топливный бак находился под давлением возвращающейся нафты, что позволило избежать необходимости в топливном насосе.

Низкая точка кипения

Одной из привлекательных особенностей, которая впервые побудила изобретателей рассмотреть нафту в качестве рабочего тела, была ее низкая точка кипения по сравнению с водой. Это позволяет сконструировать относительно простой двигатель, хотя на самом деле это ограничение эффективности такого двигателя. В то время термодинамика была уже передовой наукой, и ограничения термодинамических циклов были хорошо поняты физиками, если не всеми инженерами. Ограничивая диапазон температур, между которыми работает двигатель, это фактически снижает потенциальный КПД двигателя, а не увеличивает его.

Более ранним применением жидкостей с низкой точкой кипения был эфир Дю Трембле двигатель 1850-х годов. Это использовалось для цикла опускания в качестве дополнения к паровой машине. Отработанное тепло, отводимое через конденсатор паровой машины, использовалось для кипячения эфира и привода второго цилиндра.

Другие варианты

Фрэнк У. Офельдт

Шведско-американский изобретатель Фрэнк Вальдемар Офельдт (1836–1904) также разработал двигатель Alco Vapor, продаваемый Alco Vapor Launch Co., который сгорел керосин и использовал спирт (вероятно, «древесный спирт» или метанол ) в качестве рабочего тела. Возможно, это было мерой, чтобы избежать патентов Escher Wyss.

Позже Офельдт разработал и более традиционный парогенераторный водотрубный паровой котел. Это было похоже на узор «Долина Луны », центральный барабан, окруженный спиральными водяными трубками, но с нерегулярными клиновидными змеевиками, а не с простым кругом.

«Симплексный» двигатель

«Двигатель Simplex Naptha», построенный Часом. Уиллард из Чикаго был больше похож на газовый двигатель внутреннего сгорания с синхронизированным искровым зажиганием. Это выходит за рамки данной статьи.

Опасности и взрывы

Несмотря на очевидные опасности и периодические сообщения о пожарах, запуск нафты, похоже, прошел достаточно хорошо и безопасно.

Модели

Двигатель нафты не очень известен среди инженеров-моделистов, но по крайней мере одно детальное воспроизведение было сконструировано.

В популярной культуре

В в романе 1921 года из популярного сериала «Том Свифт », «Том Свифт среди пожарных », герой спасает пассажиров с помощью нафты, описывая его как «старый». -делано ». Автор также передает в свет комментарий о том, что они «несколько коварные».

Нафталиновый локомотив

Железнодорожный локомотив, использующий твердый нафталин, был построен Шнайдером. -Creusot во Франции в 1913 году. Это не имело отношения к двигателю нафты. Это был двигатель внутреннего сгорания мощностью 70 л.с., похожий на бензин-парафиновый двигатель, который работал как бензиновый двигатель и после запуска и прогрева мог быть переведен на нафталин просто как более дешевое топливо. Нафталин был расплавлен и испарен в водяной рубашке, нагретой двигателем.

См. Также
Ссылки
На Викискладе есть материалы, связанные с Нафта -моторные лодки.
Последняя правка сделана 2021-05-31 09:29:41
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте